然后大坝表面和涡轮将甲烷释放到大气中。 甲烷约占水电水库排放温室气体的80%，在水库生命周期的头十年达到高峰。
甲烷因在大气中徘徊12年而臭名昭著，其效力至少是二氧化碳的2.5倍。 研究人员估计世界上至少10%的水电站每单位能源排放的温室气体和燃煤电厂一样多。 在亚马逊流域，目前几座水库的碳排放量是燃煤电厂的10倍。
尽管如此，巴西亚马逊和喜马拉雅山仍在积极推进新的水电站建设。 一个国际研究小组在2019年的Nature Communications研究中写道：“根据新水力发电水库建设的预想热潮，判断未来的水库是否会产生低碳能源很重要。”
利用人工智能规划更可持续的水库
为了确定新的水电站环境保护地点，2019年团队使用了来自使用人工智能(AI )的复杂计算模型的数据。 他们观察到巴西(以低地为主的国家)的低地水库往往拥有较大的水库地带，产生更高的碳强度。 与玻利维亚、厄瓜多尔和秘鲁山区相比，巴西亚马逊地区的碳密集型水库数量最多。 他们发现，更高的高度和陡峭的地形使水力发电的碳强度更低。
该团队已经提出了一个新项目，目前至少有351个站点分布在亚马逊河，那里已经有158个水电站。 为了找到使这些项目对环境的影响最小化的解决方案，研究人员继续利用人工智能来利用这些数据培训模式。
基于这些他们的发现，不和谐的水电扩张会导致生态系统利益的丧失。 另外，其他地方的有效水库配置可以产生4倍的电力。
“人工智能在华尔街和社交媒体上用于各个领域。 ——为什么不使用人工智能解决可持续发展等严重问题呢？ ”专家们对此提出了构想。
研究人员认为，在选择新项目地点时，需要考虑整个亚马逊流域的各种环境标准，包括河流流量和连通性、温室气体排放、鱼类多样性和沉积物运输。
根据这些科学证据实施政策对于建设可持续发展的水电站至关重要，但研究人员正在寻找通过甲烷提取来降低现有项目温室气体排放的方法。
储层甲烷的提取与使用
提取蓄积在湖泊和水库蓄水池中的甲烷用于能源生产的想法并不新鲜。 在东非，充满盐水的基伍湖中有60立方公里的甲烷和另外300立方公里的水溶解着二氧化碳。 卢旺达KivuWatt电厂使用气体分离器从湖泊深水中提取甲烷，用于发电。在这一可能性的启发下，波兰科学院地球物理学家Maciej Bartosiewicz和同事提出使用一种称为沸石的固体矿物吸收剂从储层沉积物中分离甲烷。 《环境科学与技术》杂志刊登的研究为研究沸石和可置于水库底部的活性炭设计了模型机制。
迄今为止，科学家们还无法从湖泊和水库等淡水体中提取甲烷。 因为这种气体的浓度一直很低。 以前要远远提高少量甲烷提取成本。 但据Bartosiewicz报道，沸石价格低廉，可以广泛使用，因此提供了可行的解决方案。
“这个系统包括汽化模块。 那是箱子里的膜。 而且沸石在去除二氧化碳后可以捕获甲烷，”Bartosiewicz说。 设置泵系统可以进一步促进提取。
尽管如此，从水库沉积物中提取甲烷并不是没有生态环境问题。 这个过程可能影响处理沉积物中甲烷的细菌生长，严重破坏生态系统的生物组成，最终影响食物网的生产力。 在底部甲烷含量高的水库和湖泊中，这些细菌是微型海洋动物的重要食物和能源。 尽管如此，Bartosiewicz认为水体系统具有卓越的自我调节能力。
文/上海蓝盟 IT外包专家
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